De l`atome à la molécule

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BIOLOGIE FONDAMENTALE
LES MOLÉCULES DU VIVANT
PREMIÈRE PARTIE : DE L’ATOME À LA MOLÉCULE, DE LA MOLÉCULE AU MÉDICAMENT
DEUXIÈME PARTIE : LES BIOMOLÉCULES (PROTÉINES, LIPIDES, GLUCIDES…)
INTERVENANTS : Ph. KAROYAN, J. MASLIAH, D. RAINTEAU, J-P .TRESCA

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Professeur Philippe KAROYAN
ENS, 24 RUE LHOMOND
PARIS
DE L’ATOME À LA MOLÉCULE
DE LA MOLÉCULE AU MÉDICAMENT

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1- DE L’ATOME À LA MOLÉCULE
1-1- LES ATOMES
Ce sont les constituants de la matière. (Du grec atomos, « ce qui ne peut être divisé »).
Ils possèdent un noyau très dense, chargé positivement, autour duquel gravite un (des) électron(s)
(chargés négativement).
Le noyau est constitué de deux types de particules (Protons et Neutrons) appelées nucléons.
Note : Les théories actuelles sur la nature des atomes et la chimie moderne repose sur les travaux
de John Dalton (1808).
La masse de l’électron est faible face à celle du proton et du neutron. Le plus simple des atomes est
l’atome d’hydrogène, qui possède un proton et un électron (absence de neutron). Dans un atome, le
nombre de proton est égal à celui des électrons : un atome est électriquement neutre.
Schéma simplifié d’un atome : entre Bohr (1913) et Schrödinger (1926)
Modèle actuel
Probabilité de
présence des électrons
Note :

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1- DE L’ATOME À LA MOLÉCULE
Les espèces atomiques, appelés nucléides, sont symbolisés de la façon suivante :
Le nucléide est défini par
Des nucléides ayant le même nombre de proton (Z) et différents par leur nombre de masse (donc par leur
nombre de neutrons) correspondent au même élément et sont qualifiés d’isotopes de l’élément en question.
Exemple : le carbone (symbole C).
A = nombre de masse = nombre de nucléons (P+N)
Z = numéro atomique = nombre de protons
Note : Les isotopes, stables ou instables, de par leur propriétés spécifiques
(émission par exemple de rayonnement), sont essentiels en médecine
nucléaire, avec des applications en imagerie et en thérapie.
Exemple : L’iode (symbole I) existe sous la forme de quatre isotopes dont trois sont émetteurs de
rayonnement γ:
1-1-1. QUELQUES DÉFINITIONS

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-La masse atomique correspond à la masse d’un atome et s’exprime en kg ou en u.m.a. (symbole u, unité de
masse atomique).
-Postulat : l’isotope de carbone qui sert de référence et qui pèse 1,99625.10-26 kg correspond exactement à
12 u.
-1u = 1,66054.10-27 kg, soit environ la masse du proton ou du neutron.
-La mole (symbole mol) est une unité de base du système internationale, apparue en 1971, et qui correspond à
la quantité de matière (atome, molécule, particules…)d’un système qui contient autant d’entités élémentaires
qu’il y a d’atomes de carbone dans 12 g de carbone . 1 mole de carbone pèse exactement 12 g/mol.
-De cette définition, on tire le nombre d’Avogadro NA:Hypothèse émise en 1811
après travaux sur les gaz.
À cette époque, confusion
entre atomes et
molécules…et l’hypothèse
n’a été acceptée que plus
tard, après confirmation
parAmpère, Laurent…
En d’autres termes, la mole est une unité de comptage au même titre que la dizaine, la centaine…mais cette
unité de comptage est immense (602 214 milliards de milliards d'unité). De la même manière qu'il y a autant
d’éléments dans une douzaine de pommes que dans une douzaine d’oeufs, il y a le même nombre d'atomes
dans une mole de carbone que dans une mole de plomb (ie. 602 214 milliards de milliards d'atomes), mais la
masse de ces moles sera différentes!
1- DE L’ATOME À LA MOLÉCULE
1-1-1. QUELQUES DÉFINITIONS (NOTIONS ESSENTIELLES POUR LE CALCUL DES CONCENTRATIONS)